旋流分離器裝置和生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及旋流分離器裝置及其生產(chǎn)方法。其具體地應(yīng)用于旋流分離器襯里裝置 和用于礦物處理的耐磨旋流分離器的生產(chǎn)方法，且為了示例的目的將參考該應(yīng)用進(jìn)行說(shuō) 明。然而，可預(yù)見(jiàn)所公開(kāi)的裝置可用于其它應(yīng)用，例如生產(chǎn)大體用于耐火材料的耐磨旋流分 離器。
【背景技術(shù)】
[0002] 旋流分離是通過(guò)渦流分離而從空氣、氣體或液體流分離顆粒而不使用過(guò)濾器的方 法。使用旋轉(zhuǎn)效應(yīng)和重力來(lái)分離固體和液體的混合物。
[0003]在豎直、倒置、截頭圓錐的殼體內(nèi)形成高速旋轉(zhuǎn)的非均質(zhì)材料（heterogeneous material)流。該材料流為螺旋方式，從旋流器的頂部（寬端)開(kāi)始且終止于底部（窄）端，之 后在通過(guò)旋流器的中心且離開(kāi)頂部而以直的流束從旋流器排出。在該旋轉(zhuǎn)流束中的較大和 密度較大的顆粒具有過(guò)大的慣性而不能跟隨流束的小半徑曲線，并且撞擊外側(cè)壁，接著落 至旋流器的底部，在該處在底流中被移除。
[0004] 陶瓷襯里的旋流器為通常用于礦物處理領(lǐng)域中的耐磨分離器。通常為鋼質(zhì)的、截 頭圓錐形旋流器本體具有內(nèi)圓錐形壁表面和被配置成接收入口和出口組件的向外徑向法 蘭端部。燒結(jié)氧化鋁或類似陶瓷的錐形塊被順序地粘在內(nèi)圓錐壁表面上，以形成耐磨表面。
[0005] 對(duì)能夠等靜壓成形的單片襯里塊的尺寸具有內(nèi)在的限制。即，等靜壓成形僅可產(chǎn) 生非常小的陶瓷襯里塊部分，其相應(yīng)地表示需要多個(gè)襯里部分(通常且在下文中稱為"貝占 磚"）來(lái)覆蓋在旋流器里。現(xiàn)今，以這些貼磚生產(chǎn)旋流器構(gòu)件的常規(guī)方法是將其粘接至旋流 器殼體的內(nèi)部鋼表面?？紤]到在貼磚之間的不同的收縮性，涂覆至各貼磚的膠的量，以及鋪 貼者將各貼磚設(shè)置于正確位置的能力，旋流器的工作表面(或者貼磚的內(nèi)表面)是不可避免 地不均勻的。在用于漿料或者其它流體時(shí)，這可導(dǎo)致旋流器內(nèi)部貼磚的偏置和更加快速的 磨損，以及旋流器效率的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在第一方面，公開(kāi)了形成耐磨礦物處理本體的方法的實(shí)施方式，包括以下步驟：
[0007] 在模的外表面上裝配耐磨構(gòu)件以形成基本連續(xù)的耐磨表面；
[0008] 將殼罩定位在所述耐磨構(gòu)件之上，其間形成有空間；
[0009] 以可固化粘合劑材料填充所述空間；
[0010] 允許所述可固化粘合劑材料固化，從而將所述耐磨構(gòu)件相對(duì)于所述殼罩固定；以 及
[0011] 移除所述模。
[0012] 在一些實(shí)施方式中，所述耐磨礦物處理本體可以是旋流分離器本體或下錐體和龍 頭組件。可選地。處理本體可以是另一靜止或者旋轉(zhuǎn)部件，包括但不限于受到加速磨損的旋 轉(zhuǎn)鼓和轉(zhuǎn)筒，襯里管部分等。
[0013] 在一些實(shí)施方式中，耐磨構(gòu)件可包括用于所選擇的目的的硬度以及其它物理和/ 或化學(xué)特性的任何合適材料。由于用于其形成的處理，需要用于耐磨構(gòu)件的裝配，該材料的 尺寸可被限制?？蛇x地，可選擇部件以允許通過(guò)部分更換而進(jìn)行修整。
[0014] 在一些實(shí)施方式中，所述耐磨材料可包括熱等靜壓成形燒結(jié)材料，包括但不限于 氧化鋁、硅石、粘土礦物、碳化物等。該耐磨材料可以是燒結(jié)或者鑄造材料。該耐磨材料可初 始形成或者可在形成后被機(jī)器加工或者碾磨。
[0015] 在一些實(shí)施方式中，耐磨構(gòu)件可選自以緊密鄰靠關(guān)系相配合以形成基本連續(xù)的表 面的特定形狀。例如，對(duì)于礦物處理旋流分離器本體，耐磨構(gòu)件可包括特定成形的構(gòu)件，其 被配置成裝配形成截頭圓錐耐磨表面，其中在構(gòu)件之間間隙最小。因此，耐磨構(gòu)件所形成的 表面是連續(xù)的，既為基本平滑的又為基本無(wú)空隙的。
[0016] 在一些實(shí)施方式中，耐磨構(gòu)件可具有不同的徑向厚度。在旋流器的情況下，襯里在 旋流器的下(較窄）區(qū)域可磨損更加嚴(yán)重。因此，在旋流器的該區(qū)域能夠使用較厚的襯里是 有利的。由于耐磨表面鋪砌在模上，且空間是可選擇的，所以該方法可容易地適應(yīng)不同襯里 厚度。這通過(guò)避免全部具有厚的襯里而提供成本和重量的降低。
[0017] 可通過(guò)任何合適的方式將該耐磨構(gòu)件在模上保持定位。例如，可通過(guò)扎線，粘帶等 而保持各行耐磨構(gòu)件。該粘帶可被配置成通過(guò)諸如橫向彈性或者塑性變形的任何合適方式 而適應(yīng)用于旋流器襯里的錐形模。例如，帶可包括單向纖維增強(qiáng)帶、交叉增強(qiáng)帶等。
[0018] 該模不參與最終使用，且因此可以是為了本方法的目的適于將耐磨構(gòu)件支撐定位 的任何材料。在一些實(shí)施方式中，在旋流分離器本體組件或者下錐體和龍頭組件的情況下， 該?？删哂谢窘仡^圓錐的外表面，耐磨構(gòu)件可裝配在該外表面上。該?？捎山饘倨瞥伞?br>[0019] 在一些實(shí)施方式中，根據(jù)需要，殼罩可由金屬片或金屬板形成，可由金屬、聚氨酯 模制，或者以增強(qiáng)聚合物層壓制成。在旋流分離器組件的情況下，殼罩通常由鋼制成。該殼 罩可設(shè)置有端法蘭;旋流分離器本體組件可在其兩端設(shè)置有法蘭，從而分別安裝至入口以 及下圓錐和龍頭裝置。
[0020] 在一些實(shí)施方式中，該空間可以是允許可固化材料滲填的任何橫截面尺寸。
[0021] 在一些實(shí)施方式中，在一些應(yīng)用中可固化材料可以是彈性材料，例如聚氨酯或者 橡膠材料。在使用中該材料滲入構(gòu)件之間的裂縫以防止被處理的礦物材料進(jìn)入。該材料彈 性向陶瓷貼磚襯里提供改進(jìn)的沖擊吸收特性。
[0022] 在可選的實(shí)施方式中，可固化材料可包括礦物填充樹(shù)脂結(jié)合材料。該礦物可包括 陶瓷珠。該結(jié)合劑可包括環(huán)氧樹(shù)脂?？蛇x擇材料，以在預(yù)期的載荷下產(chǎn)生最小的變形，同時(shí) 提供高程度的抗磨損性。該耐磨損性與下文中所述的磨損指示機(jī)構(gòu)結(jié)合將在初級(jí)貼磚襯里 磨損時(shí)允許可固化材料用作第二耐磨層，從而便于按計(jì)劃維護(hù)或更換。
[0023] 在礦物填充樹(shù)脂結(jié)合可固化粘合劑材料形成第二耐磨層的情況下，該空間的橫截 面尺寸為至少5mm，且優(yōu)選為5至約25mm。
[0024] 不論襯里材料的耐磨性，襯里材料都磨損。然而，與犧牲殼體不同，具有襯有耐磨 材料(通常為陶瓷材料）的大體金屬外殼體的復(fù)合材料礦物理構(gòu)件難以通過(guò)穿透輻射或者 超聲而遠(yuǎn)程地感應(yīng)磨損。這可能至少部分地由于各材料邊界的分散效應(yīng)。該限制表示陶瓷 耐磨襯里僅可通過(guò)機(jī)械或者視覺(jué)的方式進(jìn)行測(cè)量。由于需要在檢查和測(cè)量之前拆卸旋流 器，所以這要求延長(zhǎng)的停機(jī)時(shí)間。
[0025] 為了避免不必要的停機(jī)時(shí)間，可通過(guò)從關(guān)閉的設(shè)備外側(cè)的遠(yuǎn)程感應(yīng)或者其它測(cè)量 方式而完成監(jiān)控或檢測(cè)。在一些實(shí)施方式中，可在耐磨構(gòu)件與本體元件之間的空間中包括 監(jiān)控裝置。在一些實(shí)施方式中，該監(jiān)控裝置可包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，其單獨(dú)地或者成列地 連接至本體元件的外部的接頭。該傳感器可直接測(cè)量耐磨元件的厚度或者該耐磨元件的位 置。
[0026] 可選地，在一些實(shí)施方式中，監(jiān)控裝置可包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體，其各形成連續(xù)性測(cè) 試器，該測(cè)試器具有在本體元件外部的接頭，從而耐磨構(gòu)件的磨損導(dǎo)致在接頭處監(jiān)測(cè)的導(dǎo) 體電斷開(kāi)。
[0027] 在第二方面，公開(kāi)了形成磨損指示礦物處理本體的方法的實(shí)施方式，該方法的步 驟：
[0028]提供基本連續(xù)的耐磨襯里；
[0029] 將一個(gè)或多個(gè)監(jiān)控構(gòu)件定位在所述襯里的外表面上；
[0030] 將殼罩定位在所述耐磨襯里之外，并在其間形成有空間；
[0031 ]提供從各監(jiān)控構(gòu)件至所述殼罩的外部的接頭的引出線；
[0032]利用可固化粘合劑材料填充所述空間；以及
[0033]允許所述可固化粘合劑材料固化。
[0034] 可通過(guò)裝配耐磨構(gòu)件以形成襯里而提供耐磨襯里，如上所述。在上下文中以及在 此后，該耐磨襯里的"外表面"是與內(nèi)表面相反的表面。該內(nèi)表面是暴露在高磨損環(huán)境中的 表面。外表面的磨損表示初級(jí)襯里本身的試驗(yàn)失效狀態(tài)。
[0035] 在一些實(shí)施方式中，可固化粘合劑材料可包括第二耐磨層，以根據(jù)在接頭處確定 耐磨襯里的磨損情況而提供停機(jī)時(shí)間靈活性。第二耐磨材料的示例是礦物填充樹(shù)脂結(jié)合可 固化復(fù)合材料，例如陶瓷珠填充環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)合復(fù)合材料。
[0036] 在一些實(shí)施方式中，監(jiān)測(cè)構(gòu)件可包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，其單個(gè)地或者成陣列地 連接至本體元件外部的接頭。該傳感器可直接地測(cè)量耐磨構(gòu)件的厚度或者構(gòu)件的位置?？?選地，在一些實(shí)施方式中，監(jiān)控構(gòu)件可包括分別形成連續(xù)性測(cè)試器的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體，從而 耐磨構(gòu)件的磨損導(dǎo)致在接頭處監(jiān)測(cè)的導(dǎo)體電斷開(kāi)。
[0037] 所述導(dǎo)體或者多個(gè)導(dǎo)體可通過(guò)易磨損的絕緣材料絕緣，或者導(dǎo)體在其交叉處絕 緣，以允許在耐磨襯里上鋪砌成網(wǎng)格圖形。絕緣可以是特別有利的，以防止電流通過(guò)樹(shù)脂結(jié) 合可固化復(fù)合材料的礦物填充劑的傳導(dǎo)性而泄露。在